[发明专利]主轴装置

说明书

相关申请

本申请主张2015年3月10日提出申请的JP特愿2015－047077号的优先权，参照其整体，将其作为本申请的一部分而进行引用。

技术领域

本发明有关于主轴装置，其支持例如机床的主轴。

背景技术

机床主轴用的多列圆柱滚子轴承中，为了应对主轴的高速、高刚性、延长寿命等要求，而经过了种种技术改良。例如于专利文献1为通过使滚动体的数量较一般轴承更为减少，而减少因滚动接触面的摩耗而造成的轴承发热、或因为油的搅拌阻力而产生的发热，以提升高速旋转特性。再者，于专利文献2，则为采用聚二醚酮树脂等作为保持器的材质。由此，可抑制因为保持器的摩耗屑而造成的润滑材料劣化、抑制对保持器作用的离心力、以及抑制梳状保持器的前端部分变形。其结果，会抑制与滚动体间的异常接触，而可实现高速及长寿命。

作为与本发明相关的技术，于专利文献3～9公开有一种变更圆柱滚子轴承的径向内部间隙的技术。其中，专利文献3～6为有关于印刷机的支承辊轴承，并于辊侧(轴端侧的相反侧)将径向负载较大的侧的滚子列的间隙加大。而变更间隙的方法，为采用以轨道轮的沟槽尺寸或滚子直径调整的方法。再者，专利文献7～9为在汽车的减速机等错位较大处，与前述相同，加大径向负载较大的那一方的径向内部间隙。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开2002－039188号公报

专利文献2：日本专利第4537920号公报

专利文献3：日本特开2004－069062号公报

专利文献4：日本专利第3151082号公报

专利文献5：日本专利第3934331号公报

专利文献6：日本特开2002－266853号公报

专利文献7：日本特公昭55－008690号公报

专利文献8：日本实公昭46－013845号

专利文献9：日本实开昭49－025938号

发明内容

[发明要解决的问题]

例如，如图8所示，车床的主轴1的前侧端为由多列圆柱滚子轴承4，以及一对的角接触球轴承5F、5R所构成的组合式轴承3所支持。一对的角接触球轴承5F、5R为推力负荷支持用轴承。多列圆柱滚子轴承4的内环44为嵌合于主轴1的锥形部1c。于嵌装多列圆柱滚子轴承4时，为由主轴的1后侧将多列圆柱滚子轴承4沿着轴向而往前侧推入，并通过锥形部1c而使内环44的内径扩大。由此而调整嵌装后的径向内部间隙。一般而言，嵌装后的径向内部间隙为－2μm左右～－10μm左右。也就是说，内环44与圆柱滚子46间、以及圆柱滚子46与外环42间并无间隙，而为对这些各部件42、44、46施加了2～10μm左右的弹性变形的状态。

使嵌装后的径向内部间隙设为－2μm以下的目的，一方面是要提高主轴1的刚性，另一方面是要抑制作为滚动体的圆柱滚子46的滑动。若圆柱滚子46滑动，则施加至主轴1的驱动力无法充分地由主轴1透过内环44→圆柱滚子46→外环42而传递，而导致在内环44与圆柱滚子46间、以及圆柱滚子46与外环42间发生滑动异音或擦损磨耗等早发性损伤。

一直以来，车床主轴的驱动，大多采用以皮带连结驱动电动机与主轴的皮带驱动方式；但近年来，基于使装置小型化及高输出化等目的，内装电动机驱动式日益增加。作为内装电动机驱动式的主轴，由于电动机部会发热，因此相较于皮带驱动方式的主轴，有易于发热的问题。再加上内装电动机驱动式的主轴，为了抑制发热，多会实施外筒冷却，以从主轴箱侧加以冷却。因此，轴承的内环与外环的温差容易变大。

再者，己知于内装电动机驱动式的主轴，也如图8所示，若前侧为由多列圆柱滚子轴承4及一对的角接触球轴承5F、5R所支持，则在多列圆柱滚子轴承4中，角接触球轴承侧的滚子列部(以下称为B列部)4B会在比角接触球轴承侧的相反侧的滚子列部(以下称为A列部)4A更为严峻的条件下使用。其原因如下。

(1)B列部4B相较于A列部4A，更靠近作为发热源的内装电动机7。再者，于施行外筒冷却的情况下，基于主轴装置的结构，B列部4B会比A列部4A更易于使外环42冷却。

(2)B列部4B被夹在A列部4A与推力负荷支持用的角接触球轴承5F、5R间。

基于这些因素，相较于A列部4A，B列部4B的内外环44、42的温差会更大，B列部4B在运转时的径向内部间隙会对应该温差量而缩小。若在此状况下使用，则有时会加重B列部4B的润滑劣化，而产生旋转不良等缺陷。